所以在四杆机构中,对比于曲柄摇杆机构,双摇杆机构,曲柄滑块机构等,个人觉得还是双曲柄机构更为合适,而且双曲柄机构中的特殊机构——平行四边形铰链四杆机构更为适合此次课题设计需求。
2.3 三种方案的的分析对比
(1)基于叉车工作原理的起屑机头
这个机构从总体上来说,结构方面的设计较为合理,需要滚轮组的配合来实现升降运动,整体的机构设计比较可以实现,具有可行性,机构的尺寸选择,配合等方面选择自由度较大。
从这样一个叉车工作原理运动角度和速度分析上来说,这个机构整体工作部分只有上下的一文方向上的运动,对于水平运动,则是海绵通过传送带的带动,向起屑机构机头部分运动,起屑机头插取部分插入海绵屑与海绵成品的间隙,再通过动力传动,抬起叉架,做到海绵屑与成品海绵的分离。其速度合成方向为斜向上的运动吗,其轨迹如图2.5:
图2.5 类似叉车起屑机构的运动近似轨迹
这样的一个A-B-C-D-E的运动轨迹,在起屑工作中,A-B为抬起海绵屑,海绵屑与成品海绵分离,当叉架达到B点时,将海绵屑起出到成品海绵的表面,起出的竖直高度为25mm,B-C叉架回落到槽深,进行第二次的起屑动作。
但是,在回落过程中,叉架的斜向下运动,在达到B点高度的时候,可能会使得起出的海绵屑被压下,导致第二次起屑动作的失败。并且这样的机构只是适用于连续的海绵屑,才有可能实现应用。在起屑速度方面值得商榷,起屑效率方面可能存在问题,达不到所需要的要求。
(2)基于机械手机构的起屑机头
从结构上来说,机械手涉及到传感器技术,涉及到机械学、电子学,涉及到控制技术等许多技术性高的内容,比较符合时代步伐,适用性比较广泛,既可以应用在连续的海绵屑起屑过程中,也可以应用在断续的海绵屑起屑中,但是结构比较复杂。
从运动角度来说,机械手机构自由度较高,可以是多自由度机构,在起屑中的灵活性较好,但速度上的问题也是显而易见,机械手机构在整体速度上不可能达到很快,因此这个方面严重限制住了海绵屑的起屑速度,效率不高。但是,机械手由于是仿照人手来设计的,即变相的替代人手,对海绵产品的破损较小。
从经济性考虑,因此此次课题设计面对是的海绵倒V槽起屑机,应用于海绵起屑,如果采用这样的含有较高科技含量的机械手的话,在成本方面比较高昂,文修也十分的不方面,文修费用也是十分可观的,可能在生产经济效益上,有点不适宜,投入与产出不成比例。
(3)基于四杆机构的起屑机头[8]
双曲柄机构中的平行四边形机构比较适合此次课题设计。
首先平行四边形的铰链四杆机构,在结构上比较简单,可行性高,适用性高,能够被应用在多种场合,而且在结构配合上也比较可以和其他机构搭配使用。因为是平行四边形的铰链四杆机构,在双曲柄转动的时候,连杆使做平面运动,即转动加上平动,连杆位置始终保持水平。如图2.6。
图2.6 平行四边形铰链四杆机构简图
其次能起到起屑作用的连杆的整体运动轨迹就是曲柄的运动轨迹,是个圆形的运动轨迹,在轨迹方面,能够实现起屑运动,对于断屑,还是连续的海绵屑均可以适用。
最后从成本经济性考虑,平行四边形铰链四杆机构因为是海绵倒V槽起屑,海绵材质软,所以对于平行四边形铰链四杆机构的各杆的强度,刚度要求不高,材料选择只要可以尽可能的选择比较低廉的材料,另外,平行四边形铰链四杆机构是一个单纯的机械机构,没有机械手那样需要多种辅助技术,设计成本上来说,绝对是最低的。 海绵垫倒V槽起屑机机头设计+CAD图纸+答辩PPT(5):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_6778.html